[发明专利]水轮发电机组推力轴承的油膜厚度监测装置

权利要求书

1.一种水轮发电机组推力轴承的油膜厚度监测装置，所述水轮发电机组包括镜板，所述推力轴承包括多个推力瓦以用于向上支撑所述镜板，所述油膜厚度监测装置包括：

距离检测装置，安装于所述推力瓦，配置成检测所述距离检测装置感应端与所述镜板底面在所述水轮发电机组处于停机和运行两种状态时的距离L₀和L₁；

应变检测装置，安装于所述推力瓦，配置成检测在所述水轮发电机组从停机状态切换至运行状态过程中，或在运行状态中工况改变时，所述推力瓦在所述推力轴承轴向方向的形变量S，且定义S在所述推力瓦产生拉伸形变时为正值，产生压缩形变时为负值；

数据采集和调理装置，与所述距离检测装置和所述应变检测装置以预设方式通信，以采集、调理其检测信号，形成检测数据；和

数据处理装置，与所述数据采集和调理装置以预设方式通信，以接收所述检测数据，并根据以下公式计算出所述推力瓦顶面与所述镜板底面之间的油膜厚度f，

f＝L₁-L₀-S；

所述推力瓦为由顶面、底面、同心的长圆弧端面和短圆弧端面、第一直线端面和第二直线端面构成的扇环状；

所述距离检测装置的数量为多个，分别用于安装在所述第一直线端面和所述第二直线端面上，以形成多个测点；

所述应变检测装置的数量为多个，且与多个所述距离检测装置一一匹配地设置在其邻近位置；

所述数据处理装置配置成根据在所述第一直线端面的每个所述测点所测算的油膜厚度f_1i，每个所述测点到所述短圆弧端面的径向距离r_1i，和所述第一直线端面上的所述测点总数m，通过以下公式计算所述第一直线端面顶边距所述短圆弧端面的径向距离为r的点的油膜厚度f_1r，

2.根据权利要求1所述的油膜厚度监测装置，其中

所述第一直线端面上的多个所述距离检测装置沿所述第一直线端面的长度方向排列；且

所述第二直线端面上的多个所述距离检测装置沿所述第二直线端面的长度方向排列。

3.根据权利要求1所述的油膜厚度监测装置，其中

所述数据处理装置配置成根据在所述第二直线端面的每个所述测点所测算的油膜厚度f_2j，每个所述测点到所述短圆弧端面的径向距离r_2j，和所述第二直线端面上的所述测点总数n，通过以下公式计算所述第二直线端面顶边距所述短圆弧端面的径向距离为r的点的油膜厚度f_2r：

4.根据权利要求3所述的油膜厚度监测装置，其中

所述数据处理装置配置成根据以下公式计算所述推力瓦顶面的距所述短圆弧端面径向距离为r的点的油膜厚度f_x：

式中，f_1r和f_2r分别为所述第一直线端面和所述第二直线端面的顶边距所述短圆弧端面径向距离为r的点的油膜厚度，θ为该点与所述短圆弧端面圆心的连线与所述第一直线端面的夹角，α为所述短圆弧端面的圆心角。

5.根据权利要求1所述的油膜厚度监测装置，其中

所述水轮发电机组配置成使润滑油从所述第一直线端面顶边处进入所述推力瓦顶面与所述镜板底面之间，再从所述第二直线端面顶边处流出。

6.根据权利要求1所述的油膜厚度监测装置，其中

所述距离检测装置为电涡流传感器。

7.根据权利要求1所述的油膜厚度监测装置，其中

所述应变检测装置包括应变片，其用于贴附在所述推力瓦表面。